Influence de différents traitements sur les comportements rhéologique et mécanique d'un composite cimentaire mortier-fibres de lin PDF Download
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Author: Sawsen Chafei
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Languages : fr
Pages : 416
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Book Description
L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST D'EVITER LA RUPTURE CATASTROPHIQUE D'UN MORTIER CIMENTAIRE INCORPORANT DES FIBRES DE LIN EN LUI CONFERANT UNE RESISTANCE CROISSANTE AVEC LA LONGUEUR DE FISSURE. LA STRATEGIE MISE EN ŒUVRE EST L'AMELIORATION DE LA COMPATIBILITE FIBRE-MATRICE EN ADAPTANT LA FORMULATION PAR DIFFERENTS TRAITEMENTS APPLIQUES AUX FIBRES ET / OU A LA MATRICE. DANS LA PREMIERE PARTIE DE CETTE ETUDE LES EFFETS DE CES TRAITEMENTS SUR LES PROPRIETES DES FIBRES SONT EVALUEES PAR DES CARACTERISATIONS CHIMIQUE, PHYSIQUE ET MECANIQUE DES FIBRES DE LIN TRAITEES PAR RAPPORT AUX FIBRES BRUTES. ENSUITE, LES TRAITEMENTS APPLIQUES A LA MATRICE CIMENTAIRE SONT EVALUES. LES MELANGES FORMULES, COMPOSES DE FIBRES TRAITEES ET/OU LA MATRICE TRAITEE, ONT ETE CARACTERISES A L'ETAT FRAIS AFIN D'APPRECIER L'IMPACT DES TRAITEMENTS SUR LA CONSISTANCE DES MELANGES, LA PRISE ET L'HYDRATATION CIMENTAIRE. LA DERNIERE PARTIE DU MEMOIRE EST DEVOLUE A L'ANALYSE DES CONSEQUENCES DES TRAITEMENTS SUR LES PROPRIETES MECANIQUES, PHYSIQUES ET MICROSTRUCTURALES DES COMPOSITES CIMENTAIRES.
Author: Sawsen Chafei
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Languages : fr
Pages : 416
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L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST D'EVITER LA RUPTURE CATASTROPHIQUE D'UN MORTIER CIMENTAIRE INCORPORANT DES FIBRES DE LIN EN LUI CONFERANT UNE RESISTANCE CROISSANTE AVEC LA LONGUEUR DE FISSURE. LA STRATEGIE MISE EN ŒUVRE EST L'AMELIORATION DE LA COMPATIBILITE FIBRE-MATRICE EN ADAPTANT LA FORMULATION PAR DIFFERENTS TRAITEMENTS APPLIQUES AUX FIBRES ET / OU A LA MATRICE. DANS LA PREMIERE PARTIE DE CETTE ETUDE LES EFFETS DE CES TRAITEMENTS SUR LES PROPRIETES DES FIBRES SONT EVALUEES PAR DES CARACTERISATIONS CHIMIQUE, PHYSIQUE ET MECANIQUE DES FIBRES DE LIN TRAITEES PAR RAPPORT AUX FIBRES BRUTES. ENSUITE, LES TRAITEMENTS APPLIQUES A LA MATRICE CIMENTAIRE SONT EVALUES. LES MELANGES FORMULES, COMPOSES DE FIBRES TRAITEES ET/OU LA MATRICE TRAITEE, ONT ETE CARACTERISES A L'ETAT FRAIS AFIN D'APPRECIER L'IMPACT DES TRAITEMENTS SUR LA CONSISTANCE DES MELANGES, LA PRISE ET L'HYDRATATION CIMENTAIRE. LA DERNIERE PARTIE DU MEMOIRE EST DEVOLUE A L'ANALYSE DES CONSEQUENCES DES TRAITEMENTS SUR LES PROPRIETES MECANIQUES, PHYSIQUES ET MICROSTRUCTURALES DES COMPOSITES CIMENTAIRES.
Author: Tung Le Hoang
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Languages : fr
Pages : 188
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Book Description
Les préoccupations économiques et environnementales liées au recyclage et aux besoins en éco-matériaux conduisent à explorer des matières premières jusque-là destinées à d’autres applications. Ceci est le cas pour le lin, matière abondante et de très bonne qualité en Normandie, Actuellement, il est surtout exporté en Chine ou en Italie, et transformé dans l’industrie textile. La valorisation de cette matière naturelle est à l’ordre du jour dans le cadre de plusieurs projets nationaux dont LINT-Lin Technique normand pour l’intégration du lin dans les matériaux composites. Dans le monde entier, un intérêt de plus en plus croissant est porté sur la fabrication des matériaux de construction incorporant des fibres végétales. Du point de vue matériau de construction, le lin est utilisé sous plusieurs formes : fibres, anas, etc. Les applications se situent principalement dans le domaine des bétons afin d’améliorer les propriétés mécaniques, thermiques et d’isolation phonique. Les matériaux incorporant des fibres végétales sont font partie de l’ensemble générique appelé agro-matériaux. L’élaboration de composites cimentaires avec des végétaux dépend d’un certain nombre de paramètres telles que les proportions du mélange, les méthodes de malaxage, de manipulation et de mise en place qui s’avèrent très influentes sur les propriétés des composites à l’état frais et à l’état durci. Ce travail, réalisé au sein du Laboratoire sur les matériaux de Construction de l’ESITC Caen et du laboratoire de Cristallographie des Matériaux (Crismat, UMR 6508) de Caen, consiste à étudier le rôle des fibres de lin sur la rhéologie des pâtes cimentaires, la microstructure des composites obtenus et leurs propriétés mécaniques. Les paramètres relatifs aux fibres sont leur morphologie (longueur), leurs caractéristiques mécaniques, leur état de surface et leur taux volumique. Le mémoire est constitué de cinq chapitres. Le premier est une étude bibliographique qui présente les caractéristiques des fibres végétales les plus usitées en éco-construction en portant une attention particulière à la fibre de lin. Les propriétés des composites cimentaires incorporant des fibres végétales sont présentées et discutées en termes de la nature et du taux des fibres ainsi que des facteurs de mise en œuvre les plus influents. La caractérisation des constituants de la matrice cimentaire et des fibres de lin est présentée dans le deuxième chapitre. La formulation et la préparation des matériaux composites cimentaires y sont décrites de façon détaillée afin de donner une vision générale sur les méthodes de mise en œuvre typiques à ces matériaux. Le troisième chapitre porte sur la caractérisation des pâtes mortier - fibres de lin à l’état frais. L’analyse de la consistance, du temps de prise et de la variation dimensionnelle a été menée dans le but de comprendre les effets de différents paramètres du mélange et de proposer une optimisation de la mise en œuvre. La caractérisation physique, mécanique et microstructurale des composites mortier - fibres de lin à l’état durci fait l’objet du quatrième chapitre. Dans le cas de la formulation béton – fibres de lin, l’étude de la consistance à l’état frais et des propriétés mécaniques à l’état durci est présentée dans le cinquième et dernier chapitre. La conclusion générale rappelle les principaux résultats de l’étude en mettant en exergue la complémentarité des différentes méthodes utilisées, et propose des voies d’investigaton pour compléter ce premier travail sur les matériaux de construction « bétons – fibres de lin
Author: Ismail Khay
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 142
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La compréhension de différents phénomènes physico-chimiques mis en jeu lors de la formulation et la mise en forme d’un matériau composite à base d’une matrice minérale et de fibres cellulosiques, permet de mieux optimiser l’élaboration et la consolidation finale ainsi que de corréler les observations microstructurales avec les propriétés d’usage des composites. Le comportement rhéologique du mortier étudié dépend du pH du milieu, de la nature et de la surface spécifique des minéraux argileux. L’utilisation d’une charge minérale qui contient de la chamotte, apporte un effet pouzzolanique au mélange et sa présence participe à la stabilisation du matériau composite. L'introduction de fibres dans une matrice minérale modifie le caractère fragile de la matrice minérale et conduit à un comportement non linéaire endommageable, caractéristique d'un matériau composite. Un traitement des fibres à la soude permet d’individualiser les microfibrilles : cela augmente la rugosité des fibres, signe d'une interface fibre/matrice réduite. En revanche, ces microfibrilles sont très sensibles à l’eau. L’introduction de fibres de chanvre dans une matrice minérale baisse considérablement la valeur de la conductivité thermique du composite. Ces fibres cellulosiques présentent un caractère hygroscopique important, entraînant une modification de l’absorption d’eau par capillarité. Ainsi, ces matériaux composites sont bien plus résistants aux cycles de gel/dégel.
Author: Om Elkhaïat Moustachi
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Languages : fr
Pages : 133
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ANALYSE DES MODIFICATIONS DE LA STRUCTURE INTERNE DU MORTIER INDUITES PAR L'INTRODUCTION DES FIBRES ET DETERMINATION DE LEUR INFLUENCE SUR LES PROPRIETES MECANIQUES DU MORTIER EN FLEXION. DES FICHES EN PAQUETS INTRODUITES DANS LE MORTIER SE DISPERSENT LORS DU MALAXAGE EN FIBRES INDIVIDUELLES ESPACEES DE QUELQUES MICRONS. CES ESPACES, TRES PEU ACCESSIBLES AUX PARTICULES ANHYDRES DU CIMENT SONT PARTIELLEMENT REMPLIS PAR DES HYDRATES. ILS RENDENT LE MORTIER TRES PERMEABLE AUX FLUIDES ET INFLUENT DIRECTEMENT SUR SON MODULE D'ELASTICITE EN FLEXION QUI DIMINUE AVEC LE POURCENTAGE DE FIBRES. L'EFFET D'ARMATURE DES FIBRES SE TRADUIT PAR UNE AUGMENTATION DE LA RESISTANCE ET DE L'ALLONGEMENT A LA RUPTURE DU MORTIER. DE LA FUMEE DE SILICE DISPERSEE A L'AIDE D'UN FLUIDIFIANT REDUIT LA POROSITE ENTRE LES FIBRES ET AUGMENTE AINSI LE MODULE D'ELASTICITE ET SA RESISTANCE A LA RUPTURE
Author: Édouard Parant
Publisher: LCPC
ISBN: 9782720803789
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Languages : fr
Pages : 245
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Ce travail porte sur l'étude du comportement mécanique et des mécanismes d'endommagement d'un composite cimentaire fibré multi-échelles soumis à des sollicitations sévères : fatigue, choc et fluage en ambiance agressive. L'analyse des mécanismes de fissuration des matrices cimentaires conduit à l'utilisation de trois dimensions de fibres métalliques afin d'intervenir à chaque étape du processus de fissuration. La matrice cimentaire est ultra-compacte et résistante (sbc > 200 MPa) et la fraction volumique du renfort atteint 11 %. Le renfort multi-échelles se caractérise par la mise en action graduelle et continue des différentes échelles de fibres jusqu'au pic d'effort. Une détermination de la résistance en traction uniaxiale (> 20 MPa) à partir d'essais de flexion 4 points sur dalles minces en utilisant une approche inverse est validée. Il est montré que le matériau étudié est élasto-plastique avec écrouissage positif en traction. Le renfort multi-échelles, et particulièrement les micro-fibres, amplifient les phénomènes visqueux dans la matrice cimentaire en y améliorant le transfert des efforts. Le gain absolu de résistance en traction, sous sollicitations dynamiques, est estimé par approche inverse à 1,5 Mpa/u.log. Le comportement en fatigue est limité par le faible élancement des méso-fibres. Une corrélation forte existe entre la durée de vie en fatigue et l'état d'endommagement initial (premier chargement statique). Une courbe de Wöhler corrigée est reconstruite connaissant le comportement statique caractéristique et l'état initial de déformation des corps d'épreuve. Sous sollicitation de service, la fissuration fine et diffuse, induite par l'efficacité du renfort multi-échelles, conduit à une cicatrisation presque totale en présence d'eau de corps d'épreuve pré-endommagés par fatigue et maintenus chargés en solution saline.
Author: HACENE.. HOUARI
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Languages : fr
Pages : 220
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CETTE ETUDE EXPERIMENTALE S'INTERESSE AUX EFFETS DU RENFORCEMENT D'UNE MATRICE CIMENTAIRE (MORTIER) PAR DES FIBRES METALLIQUES ET PLUS PARTICULIEREMENT AU COMPORTEMENT RHEOLOGIQUE DU COMPOSITE DURCI. AINSI, APRES LA CARACTERISATION MECANIQUE DU MATERIAU, SONT SUCCESSIVEMENT EXAMINES LE RETRAIT, LE FLUAGE ET LA FATIGUE. A NOTER QUE LES EXAMENS FAITS EN FATIGUE SUPERPOSENT RETRAIT ET FLUAGE ET QU'AUCUNE PROTECTION N'EMPECHE LA DESSICCATION DES EPROUVETTESS. DEUX METHODES TRES DIFFERENTES DE RENFORCEMENT DE LA MATRICE (AVEC 1% DE FIBRES) SONT COMPAREES: DANS UN CAS, IL S'AGIT DE FIBRES BIEN ANCREES PAR SES EXTREMITES, DANS L'AUTRE DE FIBRES AVEC UN VOLUME UNITAIRE PLUS FAIBLE, QUI SE DISPERSENT EN PLUS GRAND NOMBRE DANS LE MATERIAU. LES PERFORMANCES OBTENUES AVEC PLUSIEURS LONGUEURS DE FIBRES SONT MISES EN PARALLELE. LE RETRAIT DE LA MATRICE EST DIMINUE PAR LA PRESENCE DES FIBRES: LA CINETIQUE DE SECHAGE EST UN PEU MODIFIEE. DEUX MODELES PREVISIONNELS SONT CONFRONTES AUX RESULTATS EXPERIMENTAUX. SI LES DEFORMATIONS DE FLUAGE SOUS EFFORTS UNIAXIAUX SONT LEGEREMENT REDUITES A CAUSE DES FIBRES, LA FLECHE DE FLUAGE OBSERVEE EN FLEXION AVEC CERTAINES FIBRES EST DEUX FOIS PLUS FAIBLE. LE COUPLAGE ENTRE LE RETRAIT, LE FLUAGE ET LA FISSURATION DU MATERIAU, FAVORABLE AU BETON DE FIBRES EST MIS EN EVIDENCE. ENFIN, LES FIBRES AMELIORENT, DANS LE CAS DE LA FLEXION LA TENUE EN FATIGUE DE LA MATRICE; CES EFFETS SONT QUANTIFIES (COURBES S-N) ET CORRELES AVEC LES ESSAIS STATIQUES PAR LE SUIVI DE L'EVOLUTION DES FLECHES
Author: Serge Pascal
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Languages : fr
Pages : 336
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L'objectif de ce travail était d'apporter une meilleure compréhension de l'influence des latex sur les propriétés mécaniques des mortiers. Par ailleurs, nous avons modélisé leur comportement afin de réaliser des simulations numériques d'un "essai-métier". Pour cela, nous avons tout d'abord élaboré des composites mortier-styrène butadiène avec un rapport massique polymère sur ciment variant de 0 à 15 %, tout en contrôlant l'effet entraîneur d'air du latex et l'hydratation du ciment. Nous souhaitons obtenir des matériaux présentant peu de différences vis-à-vis de ces deux paramètres. Nous avons ensuite réalisé des analyses sur les pâtes à l'état frais (air occlus, temps de prise, conductivité électrique) comme à l'état durci (DRX, spectroscopie infrarouge, porosimétrie au mercure) afin de vérifier si leurs phases minérales étaient effectivement de même nature. Nous avons également étudié la façon dont les phases polymère et minérale étaient agencées. La caractérisation mécanique des matériaux a été réalisée à partir d'essais de compression uniaxiale et de flexion trois points. Nous avons montré en particulier que la percolation de la phase polymère en un réseau continu améliore la résistance mécanique des composites en flexion trois points. Le comportement endommageable des composites est décrit à l'aide d'un modèle développé par Dragon (A.) et Halm (D.). Ce modèle s'est avéré pertinent pour décrire le comportement mécanique de nos matériaux. Finalement, il a été appliqué avec succès à la simulation d'un "essai-métier". Ce travail offre une meilleure compréhension de l'influence des latex sur les propriétés mécaniques des composites mortie-polymère. De plus, les nombreuses analyses microstructurales réalisées apportent des résultats complémentaires sur l'influence de ces additifs sur : l'hydratation du ciment, la porosité, et l'agencement du polymère au sein de la phase minérale.
Author: Edouard Parant
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Languages : fr
Pages : 492
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Ce travail porte sur l'étude du comportement mécanique et des mécanismes d'endommagement d'un composite cimentaire fibré multi-échelles soumis à des sollicitations sévères. Les sollicitations mécaniques retenues sont : la fatigue, le choc et le fluage en ambiance agressive. A partir de l'analyse des mécanismes de fissuration des matrices cimentaires, le principe de renfort multi-échelles conduit à l'utilisation de trois dimensions de fibres métalliques afin d'intervenir à chaque étape du processus de fissuration. La matrice cimentaire est ultra-compacte et résistante (résistance en compression > 200 MPa) et la fraction volumique du renfort atteint 11 %. Le composite formulé est mis en œuvre dans des dalles minces qui se veulent représentatives des applications structurelles envisagées. Les dalles constituent les corps d'épreuve pour les trois études. La caractérisation mécanique du composite sous chargement statique (compression, traction et flexion) montre que le renfort multi-échelles se caractérise par la mise en action graduelle et continue des différentes échelles de fibres, et ce jusqu'au pic d'effort. Une détermination de la résistance en traction uniaxiale (> 20 MPa) à partir d'essais de flexion 4 points sur dalles minces en utilisant une approche inverse est validée. Il est montré que le matériau étudié est élasto-plastique avec écrouissage positif en traction. Les essais dynamiques mettent en lumière une grande sensibilité du composite aux effets de vitesses. Le renfort multi-échelles, et tout particulièrement les micro-fibres, amplifient les phénomènes visqueux dans la matrice cimentaire en y améliorant le transfert des efforts. Le gain absolu de résistance en traction est estimé par approche inverse à 1.5 MPa/u.log. Ces résultats sont retrouvés lors de simulations avec un modèle élasto-visco-plastique. Le comportement en fatigue est limité par le faible élancement des méso-fibres. Leur déchaussement rapide empêche l'arrêt de la coalescence des micro-fissures. Une corrélation forte existe entre la durée de vie en fatigue et l'état d'endommagement initial (lors d'un premier chargement statique). Une courbe de Wöhler corrigée est reconstruite connaissant le comportement statique caractéristique et l'état initial de déformation des corps d'épreuve. Sous sollicitation de service, la fissuration fine et diffuse induite par l'efficacité du renfort multi-échelles n'est pas préjudiciable en environnement agressif. Une cicatrisation presque totale est observée en présence d'eau sur des corps d'épreuve pré-endommagés par fatigue et maintenus chargés en solution saline.
Author: Mohamed Said Mansour
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Languages : fr
Pages : 264
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L'utilisation du kaolin calciné, sous forme de métakaolin, comme matériau pouzzolanique pour le mortier et le béton a suscité une attention considérable ces dernières années. Le travail actuel décrit les résultats d'un projet de recherche lancé pour étudier la calcination d'un kaolin local sous diverses températures (650-950°C) et durées (2, 3 et 4 heures) qui ont produit le métakaolin avec une activité pouzzolanique élevée. L'activité pouzzolanique a été évaluée par des méthodes de la chaleur d'hydratation et la résistance à la compression à 28 jours. L'activité maximale a été obtenue à une température de 850°C pendant 3 heures. Les résultats observés établissent qu'une augmentation de la chaleur d'hydratation et de la résistance à la compression a été obtenue lorsque le ciment Portland Ordinaire a été remplacé par 10% de métakaolin. L'utilisation du ciment ternaire améliore la résistance au jeune âge et à long terme. La durabilité a été également améliorée où une meilleure résistance des mortiers à l'attaque des acides a été observée.
Author: Hamed Ahmadi-Nohadani
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Languages : fr
Pages : 63
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